보툴리눔 독소

보툴리눔 독소(botulinum toxin, BTX)는 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum)이 분비하는 단백질로서 보톡스(botox)라 불리기도 한다. 이 단백질은 신경조직을 마비시키고 파괴하는 신경독소 물질로서 알려진 독소물질 중 가장 강력하다. 실제로 1g만으로 약 100만명이 사망할 수 있다.

1895년, 에밀 반 에르멩겐(Emile van Ermengem)이 처음으로 보툴리눔 독소가 보툴리눔 중독을 일으킨다는 것을 밝혔고 그 후 헤르만 서머(Hermann Sommer)가 보툴리눔 독소를 처음으로 분리하였다. 2차 세계대전 당시 미국이 보툴리눔 독소를 생화학 무기로 개발하기 시작했지만 미군의 화학부대가 해체되면서 중단되고 학문적 용도로만 사용되었다. 보툴리눔 독소의 정확한 작용 기전은 1900년대 중반에 이르러서야 밝혀졌고 현재까지도 중요한 연구 대상으로 남아있다.

보툴리눔 독소에 중독되는 과정은 다음과 같다. 클로스트리디움 보툴리눔은 혐기성 세균이기 때문에 캔 형태의 음식들을 통해서 감염될 수 있다. 멸균처리가 잘못되면 생존한 포자들이 사람의 장내에서 증식을 시작하면서 보툴리눔 독소를 분비한다. 이 독소 단백질은 스스로 신경세포의 수용체에 결합하고 세포막에 구멍을 내어 세포 내부로 침투한다. 신경세포는 주변 신경세포와의 상호작용을 위해 시냅스에서 신경전달 물질인 아세틸콜린을 분비하는데 침투한 독소가 이 분비를 방해하여 신경조직을 마비시킨다. 결국 중독된 조직의 감각이 사라지고 근육 마비가 온다.

강력한 독소이기 때문에 세계 각국에서 항체를 개발하고 있지만 분자량이 작고 A형부터 G형까지 7가지 종류가 존재하기 때문에 개발이 어렵다. 하지만 이 독소를 극미량 사용하면 국소적으로 근육을 마비시킬 수 있기 때문에 근육 과수축에서 오는 근육계 질환의 치료나 미용 목적으로 사용되기도 한다. 대표적으로 A형과 B형은 다한증, 경련성 방광이나 두통 치료제로 사용되며 사각 턱을 시술에 사용된다.

사진 1. 보툴리눔의 전자현미경 사진, 출처:gettyimages

사진 2. 보툴리눔 독소A의 분자모델, 출처:gettyimages

목차

이은진/고려대학교 

최경희/원광대학교

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